고혈압 패턴 알림

PPG 파형 분석과 30일 패턴 기반으로 고혈압 가능성을 사용자에게 알리는 기능

개요

• 입력 시그널: PPG(광용적맥파) 파형 분석, 30일간 축적 패턴
• 대체 대상: 혈압 커프(상완 혈압계, 24시간 활동 혈압 모니터링)
• 현재 성숙도: 이미 상용화 단계. Apple Watch Series 11(watchOS 26)에서 고혈압 알림 기능(HTNF)이 2025년 9월 FDA 510(k) 승인을 받아 150개국 이상에서 제공 중. Aktiia는 2025년 7월 세계 최초 OTC 커프리스 혈압 모니터로 FDA 승인 획득.

주요 연구 및 논문

1. Cuff-less Blood Pressure Monitoring via PPG Using Hybrid CNN-BiLSTM (Scientific Reports, 2025)

• 출처: Nature Scientific Reports
• 핵심 내용: PPG 신호로부터 비침습적 혈압 추정을 위한 하이브리드 CNN-BiLSTM 딥러닝 모델을 제안하였다. 어텐션 메커니즘을 결합하여 PPG 파형의 시간적 특징과 공간적 특징을 동시에 학습한다.
• 방법론: CNN(합성곱 신경망) + BiLSTM(양방향 장단기 메모리) + 어텐션 메커니즘 하이브리드 아키텍처
• 주요 결과: 기존 단일 모델 대비 수축기/이완기 혈압 추정 오차를 유의미하게 줄였으며, 전통적 커프 기반 측정의 한계를 해결할 수 있는 가능성을 입증하였다.
• 의의: PPG 단일 채널에서 딥러닝만으로 임상적으로 의미 있는 혈압 추정이 가능함을 보여준 최신 연구이다.

2. Comparing Accuracy of Continuous Wearable Cuffless BP vs 24-h ABPM: Systematic Review & Meta-Analysis (2025)

• 출처: ScienceDirect
• 핵심 내용: 2019~2024년에 발표된 연구를 대상으로 커프리스 웨어러블 혈압 측정기와 기존 24시간 활동 혈압계(ABPM) 간의 정확도를 비교한 체계적 문헌 고찰 및 메타분석이다. PPG 기반 디바이스가 다른 기술 대비 더 우수한 정확도를 보였다.
• 방법론: 체계적 문헌 고찰 + 메타분석, 하위그룹 분석(주간/야간/24시간)
• 주요 결과: 주간 측정에서 기존 ABPM과 동등한 정확도를 보였으나, 야간 혈압 측정에서는 아직 신뢰성이 부족하여 수면 중 혈압 평가에는 한계가 있었다.
• 의의: 커프리스 웨어러블 혈압 모니터링의 현재 위치를 대규모로 정량화한 최초의 메타분석 중 하나이다. 야간 측정 정확도 개선이 향후 핵심 과제임을 제시하였다.

3. Cuffless Devices for Blood Pressure Measurement: AHA Scientific Statement (Hypertension, 2024)

• 출처: AHA Hypertension
• 핵심 내용: 미국심장협회(AHA)가 커프리스 혈압 측정 기기에 대한 과학적 성명을 발표하였다. 기존 커프 기반 측정의 불편함과 한계를 인정하면서도, 커프리스 기기의 대량 데이터가 임상 결과와 의미 있는 관계를 갖는지에 대한 검증이 필요하다고 지적하였다.
• 방법론: 전문가 합의 기반 과학적 성명서
• 주요 결과: 국제 검증 표준이 최근에야 마련되었으며, 일부 기기 유형에 대한 표준은 아직 없다. 현 시점에서 커프리스 기기를 고혈압 진단이나 치료 가이드에 사용하는 것은 권고하지 않았다.
• 의의: 업계 표준을 정립하는 기관에서 커프리스 기술의 현주소와 한계를 공식적으로 정리한 핵심 문서이다.

4. Wearable Blood Pressure Monitoring Devices: Understanding Heterogeneity in Design and Evaluation (2025)

• 출처: PMC
• 핵심 내용: 지난 10년간 커프리스 혈압 모니터링은 급격한 발전을 이루었으나, 기기 설계와 평가 방법의 이질성이 매우 커서 정량적 연구 진척 평가가 어렵다. 대다수의 전문가들은 향후 10년 내에 커프리스 지속 혈압 모니터링이 임상에 통합될 수준의 성숙도에 도달할 것으로 전망하고 있다.
• 방법론: 포괄적 문헌 리뷰
• 주요 결과: 기기 설계(센서 유형, 보정 방식, 측정 위치)와 평가 프로토콜이 연구마다 크게 다르며, 이로 인해 연구 간 직접 비교가 어렵다.
• 의의: 연구 커뮤니티에 표준화의 필요성을 강조하며, 커프리스 기기 평가 시 고려해야 할 핵심 요소를 체계적으로 정리하였다.

5. Cuffless BP Monitoring Using PPG: AI and Edge Computing Review (Archives of Computational Methods in Engineering, 2025)

• 출처: Springer
• 핵심 내용: PPG 기반 커프리스 혈압 모니터링에 대한 종합 리뷰로, 신호 획득부터 전처리, AI 알고리즘, 엣지 디바이스 실시간 배포까지 통합적 관점을 제공한다.
• 방법론: 센서 기술, 전처리, AI 모델, 엣지 컴퓨팅 솔루션을 아우르는 통합 리뷰
• 주요 결과: 대규모 이종 데이터셋 구축, 강상관 특징 집합 발굴, 경량 효율 모델 최적화, 개인화 모델링, rPPG 기반 혈압 추정이 시급한 과제로 제시되었다. 다양한 피부 톤에서의 성능 보장이 PPG 기반 기기에 특히 중요하다.
• 의의: PPG 기반 혈압 모니터링의 기술 스택 전체를 조망할 수 있는 최신 종합 리뷰이다.

6. Evaluation of Aktiia Cuffless BP Monitor vs 24-h ABPM (Journal of Hypertension, 2025)

• 출처: Journal of Hypertension
• 핵심 내용: 스위스 Aktiia 사의 커프리스 PPG 혈압계와 기존 24시간 ABPM을 심장 재활 환자 54명에서 비교한 전향적 관찰 연구이다.
• 방법론: 12주간 심장 재활 프로그램 참가자를 대상으로, Aktiia 7일 평균치와 ABPM 1일 평균치를 비교하였다.
• 주요 결과: 24시간 및 주간 수축기 혈압에서 유의한 차이가 없었다(24시간: 2.6 +/- 12.3 mmHg, 주간: 1.2 +/- 12.4 mmHg). 단, 야간 측정에서는 체계적 차이가 관찰되었다.
• 의의: 실제 심장 재활 환경에서 커프리스 기기의 임상 적용 가능성을 입증한 연구로, 야간 모니터링의 개선 필요성을 재확인하였다.

상용화 동향

한계 및 과제

1. 야간 혈압 측정 정확도: 대부분의 커프리스 기기가 야간 혈압을 정확히 측정하지 못한다. 야간 혈압은 심혈관 위험 계층화에 매우 중요한 지표이므로, 이 부분의 개선이 시급하다.

2. 보정(캘리브레이션) 요구: 많은 커프리스 기기가 초기 커프 기반 보정을 필요로 하며, 정기적 재보정이 필요하다. 완전한 보정-프리(calibration-free) 기술은 아직 제한적이다.

3. 피부 톤 다양성 대응: PPG 기반 기기는 어두운 피부 톤에서 정확도가 떨어질 수 있어, 다양한 인종에 대한 검증이 필수적이다.

4. 임상 결과와의 관계 미검증: 커프리스 기기에서 얻은 대량의 혈압 데이터가 실제 심혈관 이벤트 예측이나 치료 가이드에 도움이 되는지에 대한 대규모 전향적 연구가 부족하다.

5. 검증 표준 미비: 유럽 고혈압학회(ESH)가 2023년에 간헐적 커프리스 기기의 검증 권고안을 발표하였으나, 지속 측정 기기에 대한 표준은 아직 완전하지 않다.

6. AHA/ACC 가이드라인 제한: 2025년 AHA/ACC 고혈압 가이드라인에서는 커프리스 기기를 고혈압 진단이나 치료에 사용하는 것을 아직 권고하지 않는다.

7. 개인화 모델링: 개인별 혈관 특성, 체구, 생활 습관에 맞춘 개인화 알고리즘 개발이 필요하다.

참고 자료

• Apple Watch HTNF 검증 논문 (Apple, 2025)
• AHA Scientific Statement on Cuffless BP Devices · 원문
• Aktiia FDA 승인 보도
• PPG 기반 커프리스 BP: AI & Edge Computing 리뷰 · 원문
• 커프리스 웨어러블 vs ABPM 메타분석
• Aktiia vs ABPM 검증 연구 (J Hypertension, 2025)
• Aktiia 독립 검증 (European Heart Journal - Digital Health, 2025)
• 웨어러블 BP 기기 설계 이질성 리뷰